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装配式混凝土结构受力构件以预制构件为主,经预制构件装配、连接而成,符合绿色建筑要求。永久模板可以提高施工质量,减少临时模板使用,加快施工效率,减少对人力依赖以及环境污染,在土木工程领域中具有广阔的应用前景。永久梁模板的材料有多种,如钢丝网水泥“U”形永久梁模板、聚氯乙烯(PVC)塑料、压型薄壁钢板、纤维增强复合材料(FRP)、纺织钢筋混凝土(TRC)等形式。具有强度高、耐久性好的活性粉末混凝土(RPC),可以减少混凝土结构自重。本次研究将RPC应用到框架结构梁模板制作中,在提高结构整体性能基础上,减少支护,加快装配式结构的施工效率。本文对预制U形RPC永久梁模板以及内浇筑普通混凝土(NC)形成的叠合梁进行了系列试验研究和理论分析,主要研究内容如下:(1)结合国内外研究现状,确定了预制U形永久梁模板的结构形式。在满足工厂预制施工条件的情况下,采用体积法试配得到了RPC配合比,为预制U形RPC永久模板的制作提供依据。通过对伴随试件试验测试,得到了RPC、NC、钢筋的基本力学性能。获得了RPC轴心抗拉试验的全曲线,拟合得到了受拉应力-应变曲线方程,为后续的理论分析提供依据。(2)完成了6根预制U形RPC永久梁模板的受弯性能试验,以底板和侧壁厚度、纵筋配筋率为参数对永久梁模板的受力过程、裂缝发展和分布状态、钢筋和混凝土应变变化、破坏模式和荷载-挠度变化进行了分析。试验表明:增加底板厚度可以更加充分的利用RPC材料的抗拉性能,提高模板的开裂荷载,减少正常使用情况下的挠度。预制U形永久梁模板底板厚度增加10mm,开裂弯矩可提高30.93%~41.11%。基于预制U形RPC永久梁模板的受弯试验数据,考虑RPC的受拉性能,提出了计算预制U形RPC永久梁模板开裂弯矩理论模型。比较不同规范和学者计算开裂弯矩的方法,引入截面塑性抵抗矩影响系数,提出了预制U形RPC永久梁模板开裂弯矩简化计算公式,建议截面塑性抵抗矩影响系数取0.8。在实际吊装、运输、工程施工过程时,要求U形永久模板在施工过程中不出现裂缝,可以通过本文建议的公式进行开裂强度的验算。(3)完成了4根预制U形RPC永久梁模板的受剪性能试验,以侧壁厚度、配箍率、剪跨比为参数对永久梁模板的受力过程、箍筋和纵筋应变变化、裂缝发展、破坏模式等进行了分析。试验表明:增加预制U形RPC永久梁模板的侧壁厚度,可以提高模板的抗剪承载力和斜裂缝开裂荷载,钢纤维对其抗剪承载力和斜裂缝开裂荷载的影响需要被考虑。ACI 544.4R提出的受剪开裂弯矩计算方法可以保守计算预制U形RPC永久梁模板的受剪开裂弯矩。在统计分析方法和U形截面简化计算方法基础上,提出了预制U形RPC永久梁模板抗剪承载力计算模型,与试验值吻合较好,为工程应用提供理论设计基础。(4)在预制U形RPC永久梁模板内浇筑NC形成叠合梁,以剪跨比、核心混凝土强度等级、配箍率为参数,对8根叠合梁和1根钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究。研究表明:叠合梁的破坏模式与钢筋混凝土梁类似,呈现三个阶段:开裂前的弹性阶段、开裂后至钢筋屈服的裂缝发展阶段、屈服后的破坏阶段。预制U形RPC永久模板叠合梁具有更高的抗剪承载力和抗裂性。叠合梁与NC梁相比,在相同截面,相同配筋情况下,弯曲开裂荷载、箍筋屈服荷载、峰值荷载分别提高了51.54%、88.02%和78.38%。(5)结合叠合梁抗剪试验数据,对叠合梁的抗剪承载力、开裂剪力、正常使用状态下最大斜裂缝宽度等计算方法进行了研究。考虑梁上部受压区混凝土的贡献,基于桁架-拱模型,提出了适合U形RPC-NC叠合梁抗剪承载力计算的软化系数取值,结合U形截面简化计算方法,建立了U形RPC-NC叠合梁抗剪承载力计算公式。在统计分析方法的基础上,结合预制U形永久梁模板抗剪承载力计算方法,考虑内芯NC的贡献,建立了RPC-NC叠合梁抗剪承载力计算模型。不仅与本次研究的试验值吻合较好,而且也适用与其他学者的研究数据,且变异系数较小。以钢筋钢纤维混凝土梁斜截面抗剪理论模型为基础,建立了预制U形叠合梁在正常使用下的最大斜裂缝宽度计算模型。采用基于试验统计和参数回归拟合的方式,提出了叠合梁抗裂剪力的计算方法和最大斜裂缝宽度的简化计算模型,为实际工程应用提供方便。